Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất kéo
Bài tập dài môn học Cung cấp điện Lời nói đầu Điện dạng lợng phổ biến có tầm quan trọng thiếu đợc bÊt kú mét lÜnh vùc nµo cđa nỊn kinh tÕ quốc dân đất nớc Nh đà xác định thống kê đợc khoảng 70% điện đợc sản xuất dùng xí nghiệp, nhà máy công nghiệp Vấn đề đặt cho đà sản xuất đợc điện làm để cung cấp điện cho phụ tải điện cho hiệu quả, tin cậy Vì cung cấp điện cho nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có mét ý nghÜa to lín ®èi víi nỊn kinh tÕ quốc dân Nhìn phơng diện quốc gia việc đảm bảo cung cấp điện cách liên tục tin cậy cho ngành công nghiệp tức đảm bảo cho kinh tế quốc gia phát triển liên tục tiến kịp với phát triển khoa học công nghệ giới Nếu ta nhìn phơng diện sản xuất tiêu thụ điện công nghiệp ngành tiêu thụ lợng nhiều Vì cung cấp điện sử dụng điện hợp lý lĩnh vực có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác cách hiệu công suất nhà máy phát điện sử dụng hiệu lợng điện đợc sản xuất Một phơng án cung cấp điện hợp lý phải kết hợp cách hài hoà yêu cầu kinh tÕ, ®é tin cËy cung cÊp ®iƯn, ®é an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa hỏng hóc phải đảm bảo đợc chất lợng điện nằm phạm vi cho phép Hơn phải thuận lợi cho việc mở rộng phát triển tơng lai Với đề tài: thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo Đà phần giúp em làm quen dần với việc thiết kế đề tài tốt nghiệp sau Trong thời gian làm bài, với cố gắng thân, đồng thời với giúp đỡ thầy cô giáo môn hệ thống điện đặc biệt đợc giúp đỡ tận tình thầy : Phan Đăng Khải em đà hoàn thành tốt tập dài Song thời gian làm không nhiều, kiến thức hạn chế, nên làm em không tránh khỏi thiếu sót Do em kính mong nhận đợc góp ý, bảo thầy cô để em có đợc kinh nghiệm chuẩn bị cho công việc sau Em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Đăng Khải toàn thể thầy cô giáo môn Hà Nội, Ngày 18/03/2007 Sinh Viên Trần Anh Cao Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang Bài tập dài môn học Cung cấp điện mục lục Lời nói đầu Trang Chơng I Giới thiệu chung nhà máy I Giới thiệu chung nhà máy II Néi dung tÝnh to¸n thiÕt kÕ Chơng II Xác định phụ tải tính toán I Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng sửa chữa khí Phân nhóm phụ tải phân xởng sửa chữa khí Tính phụ tải tính toán cho nhóm thiết bị phân xởng 10 II Xác định phụ tải tính toán cho nhà máy 16 Tính phụ tải tính toán phân xởng nhà máy 16 Phụ tải tính toán toàn nhà máy 19 Ch¬ng III Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy I Ngn ®iƯn 20 II / BiĨu ®å phụ tải toàn nhà máy 20 III / Các phơng án cung cấp điện cho phân xởng .22 IV/ So sánh kỹ thuật kinh tế cho phơng án29 Phơng án I 29 Phơng ¸n II…………………………………………………………………34 Ph¬ng ¸n III……………………………………………………………… 36 Ph¬ng ¸n IV.40 V Thiết kế chi tiết cho phơng án đợc chọn Chọn đờng từ hệ thống điện TPPTT 42 Sơ dồ trạm phân phối trung tâm 43 Tính toán ngắn mạch lựa chọn thiết bị điện 43 Sơ đồ trạm biến áp phân xởng 47 Chơng IV Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng xửa chữa khí I Giới thiệu chung 49 II Lựa chọn phơng án cấp điện III Lựa chọn thiết bị cho tủ phân phối 3.1 Chọn cáp từ trạm biến áp phân xởng vỊ tđ ph©n phèi cđa ph©n xëng… 50 3.2 Chän tđ ph©n phèi cho ph©n xëng 3.3 Lùa chän MCCB cho tủ phân phối 3.4 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực IV Tính toán ngắn mạch hạ áp52 V Lựa chọn thiết bị tủ động lực dây dẫn đến thiết bị phân xởng54 Chơng V Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cos cho nhà máy I Đặt vấn đề58 II Xác định phân phối dung lợng bù 2.1 Xác định dung lợng bù 59 2.2 Phân phối dung lợng bù cho trạm biến áp phân xởng59 Chơng VI Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xởng sửa chữa khí I Đặt vấn đề.61 II Lựa chọn số lợng công suất hệ thống đèn chiếu sáng chung.63 III Thiết kế mạng điện chiếu sáng 63 Tài liệu tham khảo TL1-Thiết kế cấp điện, Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm- Nhà xuất khoa học kỹ thuật TL2-Cung cấp điện, Chủ biên Nguyễn Xuân Phú- Nhà xuất khoa học kỹ thuật-2005 Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang Bài tập dài môn học Cung cấp điện Ngắn mạch đứt dây hệ thống điện, TS.Phạm Văn Hoà- Nhà xuất Khoa học kỹ thuật-2004 Chơng I Giới thiệu chung nhà máy I Giới thiệu chung nhà máy 1.1 Giới thiệu quy trình công nghệ nhà máy Ngày với phát triển không ngừng nghành khoa học kỹ thuật phát triển nghành công nghiệp điện vô cần thiết thiếu đợc Bất kì quốc gia có tổ hợp, khu công nghiệp, khu chế xuất mà có nhà máy sản xuất nh : nhà máy dệt, nhà máy thép, nhà máy sản xuất ô tô, máy kéo Các nhà máy đòi hỏi cung cấp cho chúng lợng điện lớn Nhà máy sản xuất máy kéo nhà máy mà phục vụ cho nghành khác quốc gia nh : giao thông vận tải,nông nghiệp.do tơng đối quan trọng công nghiệp Với quy trình công nghệ chủ yếu sản xuất, sửa chữa chi tiết thiết bị, phụ tùng cho máy kéo Do đó, việc cung cấp điện cho nhà máy phải phù hợp với với hệ thống điện khu vực phát triển dựa theo quy luật chung kinh tế Quy trình công nghệ nhà máy giữ vị trí tơng đối quan trọng công nghiệp nông nghiệp đất nớc Chính điều mà mức độ tin cậy cung cấp điện cho nhà máy có tầm quan trọng Tuy nhiên ngừng cung cấp điện dẫn đến tợng ngừng trệ sản xuất lÃng phí lao động thiệt hại đến kinh tế sản phẩm bị hỏng Do nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại II III Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang Bài tập dài môn học Cung cấp điện 1.2 Phụ tải nhà máy Phụ tải nhà máy có nhiều loại phụ tải khác Mỗi phụ tải có đặc điểm riêng tiêu xác định điều kiện làm việc khác , đòi hỏi cung cấp điện ta phải thoả mÃn : * Công suất định mức dải công suất toàn nhà máy * Điện áp định mức dải tần số Điện áp định mức phụ tải toàn nhà máy phải phù hợp với điện áp hệ thống điện tơng tự tần số thiết bị điện nhà máy phải phù hợp với tần số hệ thống điện + Điện áp pha 127/220V ; 220/380V cung cấp cho đại phận thiết bị nhà máy với tần số công nghiệp 50 Hz + Điện áp 110V 220V cung cÊp cho hƯ thèng chiÕu s¸ng gåm bóng đèn 110V 220V với tần số công nghiệp 50 Hz 1.3 Yêu cầu cung cấp điện liên tục Hầu hết phụ tải tiêu thụ điện nhà máy thuộc hộ loại II có tầm quan trọng tơng đối lớn nhng ngừng cung cấp điện dẫn đến thiệt hại kinh tÕ h háng s¶n phÈm, ngõng trƯ s¶n xt lÃng phí lao động Vì nhà máy cần cung cấp nguồn điện nhng hai nguồn điện Đồng thời cho phép ngừng cấp điện đóng nguồn dự trữ tay Trong nhà máy hộ loại II chiếm 80% phụ tải tiêu thụ Đối với hộ chiếu sáng, nhà kho, phòng làm việc, thiết kế nhà máy hộ tiêu thụ loại III mức độ tin cậy cung cấp điện thấp nên cho phép điện khoảng thời gian ngày đêm Các hộ đợc thiết kế nguồn cung cấp chiếm 20 % phụ tải toàn nhà máy 1.4 Các thông số nhà máy Hình 1.1 Sơ đồ mặt nhà máy số Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang Bài tập dài môn học Cung cấp điện Số mặt 10 11 Ký hiệu mặt (1) Tên phân xởng Công suất đặt Ban quản lý phòng thiết kế 80 Phân xởng khí số 3600 Phân xởng khí số 3200 Phân xởng luyện kim màu 1800 Phân xởng luyện kim đen 2500 Phân xởng sửa chữa khí Theo tính toán Phân xởng rèn 2100 Phân xởng nhiÖt luyÖn 3500 Bé phËn nÐn khÝ 1700 Kho vËt liệu 60 Chiếu sáng phân xởng Theo diện tích Bảng 1.1 Phụ tải nhà máy Tên thiết bị (2) Số lợng Công suất (kW) (3) (4) 1 1 1 1 1 1 1 Bé phËn ®óc ®ång 10 11 12 13 14 15 16 Máy ca kiểu đai Bàn Khoan bàn Máy ép tay Máy mài thô Máy khoan đứng Máy bào ngang Máy xọc Máy mài tròn vạn Máy phay Máy phay vạn Máy tiện ren M¸y tiƯn ren M¸y tiƯn ren M¸y tiƯn ren M¸y tiện ren Trần Anh Cao HTĐ1_K49 0,65 2,8 2,8 4,5 2,8 2,8 4,5 7,8 8,1 10 14 4,5 10 Trang Bài tập dài môn học Cung cấp điện 17 M¸y tiƯn ren 20 1 1 (3) 1 1 1 1 0,85 24,2 1 1 1 1 1 1,7 1 1 1 1 1 3 1 2,8 Bé phËn lắp ráp 18 19 20 21 22 (1) 23 24 25 26 27 28 29 30 Máy khoan đứng Cầu trục Bàn lắp ráp Bàn Máy khoan bàn (2) Máy để cân tĩnh Bàn Máy ép tay Bể dầu có tăng nhiệt Máy cạo Bể ngâm nớc nóng Bể ngâm Natri Hidroxit Máy mài thô 0,85 (4) 2,5 2,8 Bộ phận hàn 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Máy nén cắt liên hợp Bàn để hàn Máy mài phá Quạt lò rèn Lò tròn Máy ép tay Bàn Máy khoan đứng Bàn nắn Bàn đánh dấu 2,8 1,5 0,85 Bộ phận sửa chữa ®iÖn 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 Bể ngâm dung dịch kiềm Bể ngâm nớc nóng Bàn Dao cắt vật liệu cách điện Máy ép tay Máy dây Máy dây Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt Tủ xấy Máy khoan bàn Máy để cân tĩnh Máy mài thô Bàn thử nghiệm thiết bị điện 1,2 3 0,65 Bộ phËn ®óc ®ång 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 (1) 64 65 Dao c¾t cã tay đòn Bể khử dầu mỡ Lò điện để luyện khuôn Lò điện để nấu chảy babit Lò điện để mạ thiếc Đá lát để đổ babit Quạt lò đúc đồng Bàn Máy khoan bàn Bàn nắn (2) Máy uốn mỏng Máy mài phá Trần Anh Cao HTĐ1_K49 1 1 1 1 1 (3) 1 10 3,5 1,5 0,65 (4) 1,7 2,8 Trang Bài tập dài môn học Cung cấp điện 66 Máy hàn điểm 25 kVA Buồng nạp điện 67 Tủ để nạp acquui 68 Giá đỗ thiÕt bÞ 69 ChØnh lu Selenmium 0,6 70 Bàn Bảng 1.2 Các thiết bị điện phân xởng sửa chữa khí II Nội dung tính toán thiết kế * Giới thiệu chung nhà máy * Xác định phụ tải tính toán * Thiết kế mạng cao áp cho toàn nhà máy * Thiết kế mạng hạ áp cho phân xởng sửa chữa khí * Tính toán ngắn mạch kiểm tra thiết bị * Tính bù công suất phản kháng * Thiết kế chiếu sáng Chơng II Xác định phụ tải tính toán Trong thiết kế cung cấp điện phụ tải tính toán số liệu quan trọng Vì nhờ có phụ tải tính toán ta chọn đợc thiết bị điện : MBA, dây dẫn thiết bị đóng cắt nh thiết bị bảo vệ khác , đồng thời tính đợc tổn thất :điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện ta chọn đợc thiết bị bù Để xác định phụ tải tính toán cách xác khó khăn phụ tải điện phụ thuộc vào yếu tố nh : Công suất, số lợng thiết bị chế độ vận hành nh quy trình công nghệ thiết bị vận hành Nếu ta xác định phụ tải tính toán không xác xảy số trờng hợp sau : +Nếu phụ tải tính toán Ptt < Pthựctế (phụ tải thực tế) làm giảm tuổi thọ thiết bị gây cháy nổ thiết bị bảo vệ đà chọn không đảm bảo đợc yêu cầu tác động xảy cố + Nếu phụ tải tính toán Ptt > Pthùc tÕ ®ã sÏ dÉn ®Õn l·ng phí cho đầu t vốn nhng không mang lại hiệu kinh tế nh kỹ thuật Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang Bài tập dài môn học Cung cấp điện Nhà máy sản xuất máy kéo nhà máy lớn bao gồm nhiều phân xởng nhỏ cấu thành Vì để xác định đợc phụ tải tính toán nhà máy ta phải xác định phụ tải tính toán cho phân xởng sau ta xác định phụ tải tính toán cho toàn nhà máy Để đa đợc phơng pháp tính toán phù hợp ta cần phải lựa chọn dựa phơng pháp tính toán đà có I Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng sửa chữa khí Trớc xác định phụ tải tính toán cho toàn phân xởng ta phân nhóm phụ tải tính toán cho nhóm / Phân nhóm phụ tải phân xởng sửa chữa khí Để phân nhóm phụ tải phân xởng tốt ta cần phải tuân theo nguyên tắc chung phân nhóm : + Các thiết bị nhóm nên có chế độ làm việc + Các thiết bị nhóm nên gần vị trí + Tổng công suất nhóm phân xởng nên chênh lệch Từ nguyên tắc phân nhóm ta phân đợc phụ tải xởng sửa chữa khí làm nhóm nh bảng 2-1 Bảng 2.1 Phân nhóm thiết bị phân xởng Tên nhóm Tên thiết bị điện nhóm Số lợng (1) Nhóm I (2) Máy ca kiểu đai Khoan bàn Máy mài thô Máy khoan đứng (2) Máy bào ngang Máy xọc Máy mài tròn vạn Cộng theo nhóm Máy phay Máy phay vạn Máy tiện ren Máy tiƯn ren M¸y tiƯn ren (3) 1 1 (3) 1 1 1 Nhóm II Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Ký hiệu Công suất đặt mặt định mức(KW) Một Tổng số thiết thiÕt bÞ bÞ (4) (5) (6) 1 0,65 0,65 2,8 2,8 2,8 2,8 (4) (5) (6) 4,5 4,5 2,8 2,8 2,8 2,8 17,35 10 4,5 4,5 11 7,8 7,8 12 8,1 8,1 13 10 10 14 14 14 Trang Bµi tËp dài môn học Cung cấp điện NhómIII Nhóm IV Nhóm V Nhãm VI Nhãm VII M¸y tiƯn ren M¸y tiƯn ren Máy tiện ren Cầu trục Cộng theo nhóm Máy khoan đứng Máy khoan bàn Bể dầu có tăng nhiệt Máy cạo Máy mài thô Cộng theo nhóm Máy nén cắt liên hợp Máy mài phá Quạt lò rèn Máy khoan đứng Cộng tổng theo nhóm Bể ngâm dung dịch kiềm Bể ngâm nớc nóng Máy dây Máy dây Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt Tủ xấy Máy khoan bàn Máy mài thô Bàn thử nghiệm TBĐ Cộng theo nhóm Bể khử dầu mỡ Lò điện để luyện khuôn Lò điện để nấu chảy babit Lò điện để mạ thiếc Cộng theo nhóm Quạt lò đúc đồng Máy khoan bàn Máy uốn mỏng Máy mài phá Máy hàn điểm Chỉnh lu Selenium Cộng theo nhóm 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 15 16 17 19 4,5 10 20 12,1 18 22 26 27 30 0,85 0,85 2,5 2,8 31 33 34 38 1,7 2,8 1,5 0,85 41 42 46 47 48 49 50 52 53 3 1,2 3 0,65 2,8 55 56 57 58 10 3,5 60 62 64 65 66 69 1,5 0,65 1,7 2,8 13 0,6 4,5 10 20 12,1 91 0,85 0,85 2,5 2,8 1,7 2,8 1,5 0,85 6,85 3 1,2 3 0,65 2,8 24,65 10 3,5 21,5 1,5 0,65 1,7 2,8 13 0,6 20,25 2/ Tính phụ tải tính toán cho nhóm thiết bị phân xởng 2.1/ Các phơng pháp tính phụ tải tính toán a/ Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt hệ số nhu cầu Phụ tải tính toán đợc xác định theo công thức: Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang Bài tập dài môn học Cung cÊp ®iƯn (2-1) (2-2) Qtt Ptt tg tb Stt Ptt2 Qtt2 Ptt cos (2-3) Trong đó: + knc : hệ số nhu cầu + Pđi :là công suất đặt thiết bị thứ i phơng pháp ta có u nhợc điểm sau: + Ưu điểm : phơng pháp đơn giản, tính toán nhanh + Nhợc điểm : Phơng pháp không thật xác b/ Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Phụ tải tính toán đợc xác định theo công thức sau: Ptt = po.F (2-4) Trong : +po: suất phụ tải 1m2 diện tích sản xuất (kW/m2) + F: diện tích sản xuất m2 Đối với phơng pháp kết gần đúng, thờng đợc dùng giai đoạn thiết kế sơ bộ, tính phụ tải phân xởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tơng đối c / Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm Xác định theo công thức: Ptt M a0 Tmax (2-5) Trong ®ã : +M : số đơn vị sản phẩm đợc sản xuất năm +a0 : suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm(kWh/đơn vị sản phẩm) + Tmax : thời gian sử dụng công suất lớn nhất, h Phơng pháp hay đợc dùng cho thiết bị mà có đồ thị phụ tải biến đổi với kết tơng đối xác d Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại công suất trung bình ( phơng pháp số thiết bị hiệu ) Phơng pháp phụ tải tính toán đợc xác định theo công thøc : Ptt = kmax ksd.P®m (2-6) Trong ®ã ta có: + Pđm: Công suất định mức (kW) + ksd, kmax: hệ số cực đại hệ số sử dụng Phơng pháp có bớc tính toán tơng đối phức tạp mà kết xác định phụ tải tính toán phơng pháp tơng đối xác Từ phơng pháp xác định phụ tải tính toán đà đợc nêu ta thấy thiết bị dùng điện phân xởng dùng điện 380 V, (U< 1000V) ta chọn phơng pháp tính theo số thiết bị hiệu phơng pháp cho kết tơng đối xác 2.2/ Nội dung chi tiết phơng pháp hệ số kmax công suất trung bình Ptb để tính phụ tải tính toán cho phân xởng cho phân xởng sửa chữa khí Từ công thức (2-6) : Ptt = kmax ksd.Pđm Trong trờng hợp tính toán cho nhóm thiết bị công thức (26) nh sau : n Ptt k max k sd Pdmi ( 2-7 ) i Trong : Trần Anh Cao HT§1_K49 Trang 10 ... có nhà máy sản xuất nh : nhà máy dệt, nhà máy thép, nhà máy sản xuất ô tô, máy kéo Các nhà máy đòi hỏi cung cấp cho chúng lợng điện lớn Nhà máy sản xuất máy kéo nhà máy mà phục vụ cho nghành... số công suất cos toàn nhà máy: Pttnm Cosφnm = S ttnm 9040,17 =0,7 12999,84 Ch¬ng iii thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy sản xuất máy kéo I Nguồn điện Nguồn điện nhà máy 15 km, dung lợng ngắn... dài môn học Cung cấp điện Nhà máy sản xuất máy kéo nhà máy lớn bao gồm nhiều phân xởng nhỏ cấu thành Vì để xác định đợc phụ tải tính toán nhà máy ta phải xác định phụ tải tính toán cho phân xởng
